最简单的房室模型是一房室模型
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血药浓度一室模型摘要血药浓度是指药物在血液中的浓度,药理学中规定药物的作用强度与血药浓度成正比。
本文通过采用快速静脉注射、恒速静脉滴注、口服(或肌肉注射)三种不同给药方式,探究了在单剂量及多剂量给药方案下,血药浓度随时间变化的规律。
将人整个机体视为一个房室(中心室),药物在中心室中均匀分布并不断进行吸收和排除,设出体内药量、排除速率常数等,根据各变量之间的函数关系建立一室模型,利用求极值、求微分、归纳法等多种数学方法及MATLAB软件对模型进行求解。
针对上述三种给药方式,在单剂量给药方案下,可建立相应的微分方程模型;在多剂量给药方案下,利用半衰期法或最小二乘法求解出微分方程中的参量,当给药次数无穷大时,在题目规范条件下求出血药浓度达到动态平衡时的峰值和谷值,保证峰值和谷值均在药物发挥作用的合理血药浓度范围内,从而确定给药的合理时间间隔及剂量。
经过模型求解,可得到以下结果:对于问题(1),在单剂量给药方案下,当采用快速静脉注射的给药方式时,血药浓度随着时间的增长而降低;当采用恒速静脉滴注的给药方式时,在给药时间 内,血药浓度随着时间的增长而缓慢升高,停止给药后,血药浓度随时间的增长而降低;当采用口服(或肌肉注射)的给药方式时,血药浓度随着时间的增长而升高,到达一定浓度后随时间的增长而降低。
对于问题(2)和(3),将单剂量给药方案分别作为三种不同给药方式的一个周期,则在多剂量给药方案下,三种给药方式中的血药浓度都随时间成周期性变化,且血药浓度整体呈上升趋势,当给药次数无穷大时,血药浓度趋于动态平衡。
根据约束条件得到给药方案不等式组,实际临床中可将特定浓度范围代入求解,计算出时间间隔和给药剂量。
由于模型较为贴近生活,与测定酒驾中血药酒精浓度问题相似,故可推广为饮酒房室模型;也可对模型做一定调整,建立微分方程组,用于研究血药浓度的二室或多室模型。
关键词血药浓度;一室模型;微分方程模型;多剂量给药动力学一、问题重述医生在临床实践中都会针对患者的情况开出相应的药方,通过控制其服药的周期以及药剂量来确保药品的疗效和患者身体的安全。
房室模型是心脏解剖和心脏电活动的一种简化模型,用于描述心脏内部的结构和电流传导路径。
在房室模型中,心脏被分为两个主要部分:心房和心室。
心房是上部的心腔,其收缩将血液推向心室。
心室是下部的心腔,其主要功能是将血液泵送到全身各个器官。
房室之间有一个称为房室结(AV结)的区域,它位于心房底部和心室之间,起到连接和传导信号的作用。
房室模型还包括其他重要的结构,例如窦房结(SA结)、希氏束和浦肯野纤维等。
窦房结是心脏的起搏点,控制心脏的节律。
希氏束和浦肯野纤维是心室内部的电流传导通路,负责将来自心房的电信号传递到心室肌肉,引发心室收缩。
通过房室模型,可以更好地理解心脏的结构和电活动,为诊断和治疗心脏疾病提供参考和指导。
请注意,房室模型只是心脏解剖和电活动的简化描述,并不能完全涵盖所有细节和复杂性。
在实际的医学和生理学研究中,对心脏功能和电活动的理解还需要更加详细和深入的模型和方法。
最简单的房室模型是一房室模型。
用一房室模型意味着将机体看成一个动力学单元,它适用于给药以后药物瞬即分布到血液、其它体液及各器官组织中,并达成动态平衡的情况。
二房室模型是从动力学角度把机体设想为两部分,分别称为中央室和周边室。
中央室一般包括血液及血流丰富的组织(如心、肝、肾、肺、脑、消化器官等),周边室一般指血流供应少,药物不易进入的组织(如肌肉、皮肤、脂肪、毛发等)。
尽管经典房室模型在临床中已有广泛的应用,但是这种模型并不能描述组织间浓度差异较大的生理系统。
对药理活性不高的药物而言,可以忽略房室之间的差异,但是对于具有高亲和力的药物,或对于某些组织具有毒性,有特殊的目标器官的药物,经典的房室模型就无法描述这种特殊的现象[1]。
经典房室模型还存在着一些明显的缺点,如:分析结果依赖于房室模型的选择,而房室模型的选择带有一定的不确定性。
同一种药物可用不同的房室模型来解释,相应的参数可以显著不同。
因而,要判断哪一个模型最适宜,有时是困难的,甚至是不可能的。
为了克服经典房室模型的缺点,近年来药物动力学研究继经典房室模型之后又提出了生理房室模型[2]。
生理房室模型简称生理模型,是一种整体模型。
它是根据生理学、生物化学和机体解剖学的知识,模拟机体循环系统的血液流向并将各器官或组织相互联结。
每一房室代表一种或一组特殊器官或组织,每一器官或组织(房室)在实际血流速率和组织/血液分配系数以及药物性质的控制下遵循物质平衡原理进行药物运转。
因此,生理模型可描述任何器官或组织内药物浓度的经时变化,以提供药物体内分布的资料,并可以模拟肝、肾等代谢、排泄功能,提供药物体内生物转化的资料,从而得到药物对靶器官作用的信息,有助于药物作用机理的探讨。
依据生理房室模型药物动力学,通过模拟可以验证、补充和预测体内药量的经时变化规律。
对新药研究开发、临床药物治疗均有理论指导意义和实用价值。
药动学通常用房室模拟人体,只要体内某些部位接受或消除药物的速率相似,即可归入一个房室。
房室模型仅是进行药动学分析的一种抽象概念,并不一定代表某一特定解剖部位。
把机体划分为一个或多个独立单元,可对药物在体内吸收、分布、消除的特性作出模式图,以建立数学模型,揭示其动态变化规律。
1,假设机体给药后,药物立即在全身各部位达到动态平衡,这时把整个机体视为一个房室,称为一室模型或单室模型。
2,假设药物进入机体后,瞬时就可在血液供应丰富的组织(如血液、肝、肾等)分布达到动态平衡,然后再在血液供应较少或血流较慢的组织(如脂肪、皮肤、骨骼等)分布达到动态平衡,此时可把这些组织分别称为中央室和周边室,即二室模型。
多数情况下二室模型能够准确地反映药物的体内过程特征,但一房室模型虽然准确性稍差,却比较简单,便于理解、推广、应用,且有些药物用单室模型处理已能满足要求,所以其重要性并不亚于二室模型。
第二章.目前的主要研究现状以及相应的文献、使用的方法和结论。